树莓派DIY的简易气象站项目展示

作者: zhouhaiting
上传时间为: 2017-07-31 08:51 AM
2017-07-31
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前言

  树莓派(Raspberry Pi,RPi)是专门为学生计算机编程教育而设计,只有信用卡大小的卡片式电脑,可以运行Linux或者Windows 10 IoT Core操作系统。本文将利用树莓派和UWP(Universal Windows Platform)开发技术搭建一个可以实时监控的气象站系统。


硬件和涉及技术


硬件部分

树莓派2或3一块,8G以上内存卡一张,读卡器(或带sd卡接口的电脑)一个;

Dht11温湿度传感器一个,GY-68 BMP180气压计一个;

LY-69 土壤湿度计一个,MQ-2 烟雾气敏传感器一个,雨滴传感器一个;

公母杜邦线若干,面包板一个,micro USB线一根,电源一个;

HDMI接口显示器一台(或HDMI转其它接口)。


开发部分

集成开发环境: Visual Studio 2017(建议使用社区版);

开发语言:C#;

开发平台:UWP;

通信协议:MQTT;

树莓派操作系统:WIndows 10 IoT Core;

数据库:Sqlite


操作系统的下载与安装

安装Windows 10 IoT Core Dashboard 应用, 访问微软开发者中心https://developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/... 依次选择Raspberry Pi 3,Install onto my blank microSD card,Windows10 IoT core,点击Next按钮来到新页面,点击Download Dashboard按钮下载,然后安装。

烧录操作系统到MicroSD卡,安装完成后选择设置新设备项进入烧录页面。设备类型选择Raspberry Pi 2&3;OS内部版本选择Windows 10 IoT Core(15063);驱动器选择插入的MicroSD卡;输入设备名称、密码、确认密码;勾选WLAN网络连接(勾选此项后可以将当前电脑连接的WLAN信息复制给树莓派开发板的操作系统,省去再次配置的麻烦);至此,树莓派安装Windows 10 IoT操作系统完成。

如下图:

  在同一网络环境下的浏览器输入树莓派的IP地址,端口为8080,回车后会提示输入用户名和密码。默认用户名为Administrator,密码为烧录操作系统时设置的密码,如果忘记密码则只能重新安装。登陆成功后会看到树莓派开发板的当前操作系统下的详细信息,应用程序管理界面,设置默认程序以及开机自启动等。

实现

MQTT通信:

  MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议。经过多年的发展,MQTT在各个领域的应用均有凸显,它可以作为手机客户端的消息推送工具,并且在安卓应用中有比较大的占比。作为一款专为物联网设计的通信协议,MQTT具有在低带宽、不稳定的网络环境下正常工作的特性。它的消息传递有三种模式:

至多一次,会发生消息丢失或重复,这种模式适合传感器类的数据传输,即使消息丢失,很快会再次发送。

只有一次,确保消息到达且不发生重复数据,适合需要精确数据的系统,例如计费系统。

至少一次,确保消息可以到达,但可能发生重复。

要在UWP下使用MQTT需要安装nuget包m2mqtt

在这里我还是贴一下MQTT的连接代码:

public class Mqtt : MqttClient

{

public Mqtt(string host) : base(host, 61613, false, MqttSslProtocols.None)

{

Connect(Guid.NewGuid().ToString(), "admin", "password");

Subscribe(new string[] { "atmo" }, new byte[] { MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE });

// PostData("Hello World!");

}

public void RequestData(string msg)

{

Publish("atmo", Encoding.UTF8.GetBytes(msg));

}

public void PostData(string msg)

{

Publish("atmo", Encoding.UTF8.GetBytes(msg));

}

}

Sqlite实现

要在UWP下使用Sqlite需要先安装VS扩展Sqlite for Universal Windows Platform和Nuget包SQLite.Net-PCL。

下面是本系统中Database类:

public class DataBase : SQLiteConnection

{

public static string path = Path.Combine(ApplicationData.Current.LocalFolder.Path, "atmo.db");

public DataBase() : base(new SQLitePlatformWinRT(), path)

{

CreateTable<DataModel>();

}

}

INotifyPropertyChanged接口实现

public class ViewModelBase : INotifyPropertyChanged

{

public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

protected void OnPropertyChanged([CallerMemberName]string name = "")

{

PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(name));

}

}

树莓派GPIO图

硬件连接图:

传感器引脚图:

原文作者:Yixin-Ran

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